商品情報

記事ID : 10013
研究用

Rhoファミリーパスウェイのユビキチン化と制御 CYTOSKELETON NEWS 2012年10月号

このエントリーをはてなブックマークに追加

CYTOSKELETON NEWS 2012年10月号 Rhoファミリーパスウェイのユビキチン化と制御

Rhoファミリーパスウェイのユビキチン化と制御

哺乳類のプロテオームは、約1,000,000の独特なタンパク質を含んでいると予想されます。この複雑さは、比較的シンプルなゲノム(約25,000遺伝子)と、潜在的なタンパク質のフットプリントを100,000まで増加させるトランスクリプトーム、そしてプロテオームの複雑性をさらに増加させ、機能の多様性に無限の可能性をもたらすタンパク質翻訳後修飾(PTMs)に由来します1-3。文献に記述のある200以上ものPTMsのうちの1つがユビキチン化です4。ユビキチン(Ub)及びユビキチン様タンパク質(Ubls、例:SUMO、Nedd)は、約8kDaの分子量を持つ、約15種類のタンパク質のグループです。ユビキチン化の過程で、これらのタンパク質のうちの1つもしくは複数が、ユビキチン活性化酵素 (E1)、ユビキチン結合酵素 (E2)、さらにユビキチン転移酵素(ユビキチンリガーゼ) (E3) によって、標的タンパク質のリシンに結合します5,6(ユビキチン化についてさらに知見を得たい場合は、文献をご参照ください7-9)。

ユビキチン化の古典的な機能は、タンパク質をプロテオソームやリソソームによる分解の標的とし、細胞の伝達事象を時間的、空間的に制御することです5,7。ユビキチン化の機能として、ユニークなタンパク質-タンパク質間相互作用を形成することにより、タンパク質を活性化することもわかってきました10。ほとんどのPTMsと同様に、ユビキチン化は、可逆的であり、ユビキチン特異的プロテアーゼ(脱ユビキチン化酵素としても知られる)により触媒されています11。ユビキチン化の可逆的な性質が、RhoファミリーGTPaseを含むタンパク質の機能を動力学的に制御するこのPTMのポテンシャルを高めます。

明らかになってきたRhoファミリータンパク質制御におけるUbとUblの役割
Rho GTPaseは、分子スイッチとして活動します。その生理活性は適切な細胞の局在性に依存し12、GTPに結合することでシグナルを伝える形態に活性化します。逆に言えば、GDPに結合した不活性型は、下流のシグナル伝達に必要な作用因子と常に結合できる状態にはありません12。GTP/GDPの循環は、GTPase活性化タンパク質(GAPs)、GTPase交換因子(GEFs)、グアニンヌクレオチド解離阻害因子(GDIs)によって制御されています。これらのタンパク質は、Rho GTPaseの活性化(GEFs)や不活性化(GAPs)、細胞質局在の安定化(GDIs)を制御します12。最近の研究で、この比較的シンプルなパラダイムが、Rho GTPase制御の氷山の一角でしかなく、GDP結合Rhoタンパク質もまた、シグナル伝達経路に伝播することができることがわかってきました13。さらに、ユビキチン化は、Rhoタンパク質の分解のためのタグをつけるという単純な作業だけでなく、GTPase活性を終結させる代替経路としても機能し、Rho GTPase活性の時間的・空間的な活動力を制御しています(表1参照)。Rhoシグナリング制御におけるユビキチン化の役割について、完全に理解されない間に、いくつかの一般的な概念が明らかになってきました。

1) Ub及びUbl修飾は、Rho経路の時間的・空間的な調節を制御することができます。いくつかの研究により、RhoAユビキチンリガーゼSmurf1が、特異的な細胞位置にリクルートされ、そこで細胞の形、運動性、極性、上皮間葉転移(EMT)などを制御するRhoの局所的な分解を制御することが示されました14-17

2) Ub及びUbl修飾は、常にタンパク質の分解を引き起こすわけではありません。例えば、Rac1のSUMO化は、GEFとの結合の増加、GAPとの結合の減少により、GTP結合活性型を維持します18

3) Ub及びUbl修飾されたタンパク質は、与えられるGTPaseの母集団に対して、割合が少ない傾向があります。しかし、これらはGTP結合活性型タンパク質に、より選択的に結合することより時間的なシグナル伝達に大きな効果を持たらします19-20

4) Ub又はUbl標識は、GTPを加水分解せずに恒常的に活性を保つ非定型なRhoファミリータンパク質(例:RhoBTB2)の主なレギュレーターである可能性があります21。非定型Rho GTPaseに対するユビキチン制御の範囲は現在研究されています22-24が、この制御により、古典的なGTP/GDPスイッチメカニズムのない状況で、どのようにRhoタンパク質が制御されるのかについて、少なくとも部分的な説明が可能になります。

5) ユビキチン化は、多くのRho GTPaseモジュレーターの活性を制御する上で、重要なPTMであると思われます。例えば、RhoGDI25やRho GEF PblやCdc42 Gef hPEM-2は、ユビキチン化のターゲットであることが証明されています25-27

結論として、ユビキチン化によるRho GTPase制御を包括的に分析することは、健康及び病患状態におけるRhoシグナル伝達経路の理解を大いに高めることとなります。

表1.ユビキチン化が関係するRho経路の制御の例
標的タンパク質修飾細胞機能参考文献
RhoA ポリユビキチン化 細胞突起の制御 15
RhoA ポリユビキチン化 神経突起伸長の制御 14
RhoA ポリユビキチン化 EMTの間の密着接合の解離の制御 17
Rac1 SUMO化 GTP結合Rac1の維持と適切な細胞移動に必要 18
Rac1 ポリユビキチン化 Rac1-GTPとRac1-GDPの分解による細胞移動の可塑性の管理 28
RhoBTB2 ポリユビキチン化 RhoBTB2の生理活性レベルの維持に必要 22
参考文献
1. International human genome sequencing consortium. 2004. Nature. 431:931-945.
2. Jensen, O.N. 2004. Curr. Opin. Chem. Biol. 8:33-41.
3. Ayoubi, T.A. et al. 1996. FASEB J. 10:453-460.
4. Walsh, C. 2006. Posttranslational modification of proteins: Expanding nature’s inventory. Roberts & Co. Greenwood Village, CO. 490 p.
5. Grabbe, C. et al. 2011. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 12:295-307.
6. Deshaies, R.J. & Joazeiro, C.A. 2009. Ann. Rev. Biochem. 78: 399-434.
7. Schaefer, A. et al. 2012. Biochem. J. 442:13-25.
8. Varshavsky, A. 2012. Annu. Rev. Biochem. 81:167-176.
9. Yamaguchi, H. et al. 2012. Front. Oncol. 2:15.
10. Lomeli, H. & Vazquez. 2011. Cell Mol. Life Sci. 68:4045-4064.
11. Faesen, A.C. et al. 2012. Biochem. Soc. Trans. 40:539-545.
12. Ridley, A.2012. Meth. Mol. Biol. 827: 3-12.
13. Neel, N.F. et al. 2007. J. Cell Sci. 120:1559-1571.
14. Bryan, B. et al. 2005. FEBS Lett. 597:1015-1019.
15. Wang, H.R. et al. 2003. Science. 302:1775-1779
16. Sahai, E. et al. 2007. J. Cell Biol. 176:35-42.
17. Ozdamar, B. et al. 2005. Science. 307:1603-1609.
18. Castillo-Lluva, S. et al. 2010. Nat. Cell Biol. 12:1078-1085.
19. Boyer, L. et al. 2006. Mol. Biol. Cell. 17:2489-2497.
20. Rolli-Derkinderen, M. et al. 2005. Circ. Res. 96:1152-1160.
21. Chardin, P. 2006. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 7:54-62.
22. Wilkins, A. et al. 2004. Genes Dev. 18: 856-861.
23. Berthold, J. et al. 2008. Exp. Cell Res. 314:3453-3465.
24. Goh, L.L. & Manser, E. 2012. J. Biol. Chem. 287:31311-31320.
25. Su, L. et al. 2006. J. Immunol. 177:7559-7566.
26. Reiter, L.T. et al. 2006. Hum. Mol. Genet. 15:2825-2835.
27. Yamaguchi, K. et al. 2008. Biol. Chem. 389:405-413.
28. Oberoi, T.K. et al. 2011. EMBO J. 31:14-28.

低分子Gタンパク質活性分析

品名 メーカー 品番 包装 希望販売価格
Cdc42 G-LISA(R) Activation Assay Kit詳細データ CYT BK127 96 ASSAY
¥264,000
Cdc42 Pulldown Activation Assay Kit詳細データ CYT BK034 1 KIT
[50 assays]
¥212,000
Cdc42 Pulldown Activation Assay Kit詳細データ CYT BK034-S 1 KIT
[20 assays]
¥108,000
Rac1,2,3 G-LISA(R) Activation Assay Kit詳細データ CYT BK125 96 ASSAY
¥264,000
Rac1 G-LISA(R) Activation Assay Kit詳細データ CYT BK128 1 KIT
[96 assays]
¥264,000
Rac1 Pulldown Activation Assay Kit詳細データ CYT BK035 1 KIT
[50 assays]
¥212,000
Rac1 Pulldown Activation Assay Kit詳細データ CYT BK035-S 1 KIT
[20 assays]
¥108,000
Combo RhoA/Rac1/Cdc42 Activation Assay Kit詳細データ CYT BK030 1 KIT
[3 x 10 assays]
¥280,000
RhoA G-LISA(R) Activation Assay (absorbance)詳細データ CYT BK124 96 ASSAY
¥264,000
RhoA G-LISA(R) Activation Assay (luminescence)詳細データ CYT BK121 96 ASSAY
¥264,000
RhoA Pulldown Activation Assay Kit詳細データ CYT BK036 1 KIT
[80 assays]
¥212,000
RhoA Pulldown Activation Assay Kit詳細データ CYT BK036-S 1 KIT
[20 assays]
¥108,000

Rhotekin-RBD 及び PAK-PBD

品名 メーカー 品番 包装 希望販売価格
PAK-PBD, Human詳細データ CYT PAK01-A 1*250 UG
¥114,000
PAK-PBD, Human詳細データ CYT PAK01-B 4*250 UG
¥302,000
PAK-PBD, agarose bead, Human詳細データ CYT PAK02-A 1*500 UG
¥132,000
PAK-PBD, agarose bead, Human詳細データ CYT PAK02-B 4*500 UG
お問い合わせ
Rhotekin-RBD, Human詳細データ CYT RT01-A 1*500 UG
¥134,000
Rhotekin-RBD on agarose beads詳細データ CYT RT02-A 2*2 MG
¥176,000
Rhotekin-RBD on agarose beads詳細データ CYT RT02-B 6*2 MG
お問い合わせ

Gタンパク質モジュレーター

品名 メーカー 品番 包装 希望販売価格
Rho Activator II詳細データ CYT CN03-A 3*20 UG
¥61,000
Rho Activator II詳細データ CYT CN03-B 9*20 UG
¥170,000
Cell Permeable Rho Inhibitor (C3 Trans based) Clostridium botulinum , Unlabeled詳細データ CYT CT04-A 1*20 UG
¥61,000
Cell Permeable Rho Inhibitor (C3 Trans based) Clostridium botulinum , Unlabeled詳細データ CYT CT04-B 5*20 UG
¥182,000
Rho/Rac/Cdc42 Activator I詳細データ CYT CN04-A 3*20 UG
¥61,000
Rho/Rac/Cdc42 Activator I詳細データ CYT CN04-B 9*20 UG
¥170,000
Rho Pathway Inhibitor I (Rho Kinase (ROCK) Inhibitor Y-27632)詳細データ CYT CN06-A 5*10 UNIT
販売終了
Rho Pathway Inhibitor I (Rho Kinase (ROCK) Inhibitor Y-27632)詳細データ CYT CN06-B 20*10 UNIT
販売終了
Rho Activator詳細データ CYT CN01-A 5*10 UNIT
¥61,000
Rho Activator詳細データ CYT CN01-B 20*10 UNIT
¥220,000
Rac and Cdc42 Activator詳細データ CYT CN02-A 5*10 UNIT
¥61,000
Rac and Cdc42 Activator詳細データ CYT CN02-B 20*10 UNIT
¥220,000

精製Gタンパク質

品名 メーカー 品番 包装 希望販売価格
Cdc42 Protein: constituitively active, Human詳細データ CYT C6101-A 1*10 UG
¥120,000
Cdc42-GST Protein: dominant negative, Human詳細データ CYT C17G01-A 1*25 UG
¥120,000
Cdc42-His Protein: Wild type, Human詳細データ CYT CD01-A 1*100 UG
¥120,000
Rac1 Protein: constitutively active, Human詳細データ CYT R6101-A 1*10 UG
¥120,000
Rac1 Protein: dominant negative, Human詳細データ CYT R17G01-A 1*25 UG
¥120,000
Rac1 His Protein: wild type, Human詳細データ CYT RC01-A 1*100 UG
¥120,000
K-Ras4B Protein: wild-type, Human詳細データ CYT CS-RS03 1*100 UG
¥120,000
R-Ras Protein: wild-type, Human詳細データ CYT CS-RS05 1*100 UG
¥120,000
RhoA Protein: constitutively active, Human詳細データ CYT R6301-A 1*10 UG
¥120,000
Rho A His Protein: wild type, Human詳細データ CYT RH01-A 1*100 UG
¥120,000

低分子Gタンパク質抗体

品名 メーカー 品番 包装 希望販売価格
Anti Cdc42 w/positive control, Human (Mouse) 詳細データ CYT ACD03-A 1*100 UG
販売終了
Anti Cdc42 w/positive control, Human (Mouse) 詳細データ CYT ACD03-B 3*100 UG
販売終了
Anti Rac 1 w/positive control (Mouse) Unlabeled詳細データ CYT ARC03-A 2*50 UG
販売終了
Anti Rac 1 w/positive control (Mouse) Unlabeled詳細データ CYT ARC03-B 6*50 UG
販売終了
Anti RhoA w/positive control, Human (Mouse) 詳細データ CYT ARH03-A 2*50 UG
販売終了
Anti RhoA w/positive control, Human (Mouse) 詳細データ CYT ARH03-B 6*50 UG
販売終了

■ CYTOSKELETON NEWS バックナンバー

2018年
2017年
2016年
2015年
2014年
2013年
2012年

商品は「研究用試薬」です。人や動物の医療用・臨床診断用・食品用としては使用しないように、十分ご注意ください。

お問い合わせ

「CYTOSKELETON NEWS 2012年10月号」は、下記のカテゴリーに属しています。

メーカー・代理店一覧

サポート情報

SNSアカウント

© COSMO BIO